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文/壮歌德 董阳
当今世界,人们不仅要实践生态文明,更要领悟一个道理,即人类经济活动只是地球生态系统的一部分。几百年前,人们第一次发现大地是球形时,便不断探索新型技术和新奇的可能性。但是在日常生活中,人们却拘泥于狭隘的经济学模型。这些模型是200多年前,由经济学家通过对简单农业、家庭手工业甚至原始狩猎的案例研究建立起来的。由此,经济学家制造出一个假象——人类供需关系是宇宙的核心。

由于发表货币理论、制定货币相关法律法规的人们有利可图,所以他们并不情愿打破这一假象。他们一直将环境问题看做干扰盈利的负面因素。然而,如今人们已经领悟到,所谓人类核心的生产与消费循环,只构成地球整体环境系统的一个小齿轮。经济学所谓的生产与需求的循环流,从属于地球自然界的循环,尤其是碳循环。

在诺贝尔经济学奖得主萨缪尔森编著的最为著名的教材中,经济学科的核心是一张图,位于英文版第19版第388页、中文版第17版第69页,一年级学生就会学到。图的名称是“宏观经济的循环流动”。由于人类生产的商品和服务非常多样化,因而此图只用价格进行统一描述。将所有价格相加,即得国内生产总值(GDP)。从相反的箭头可以看出,工资、租金、盈利等相加即为国民收入,与国内生产总值数额一致。

Fig 1

Fig 2

 

 

 

 

 

 

 

 

而在经济学之外的世界中,联合国近200个成员国已成立政府间气候变化专门委员会(IPCC),召集成千上万的研究者,试图更好地理解备受人类摧残的整体环境系统。在此过程中,人们对碳循环愈发重视。每年大约有2000亿吨碳原子排入大气,同时植被、土壤和大海吸收的碳原子数目与之相等。与此同时,现代经济活动致使每年碳原子排放量新增100亿吨。

直至今日,对环境的实际测量(政府间气候变化专门委员会以碳原子吨数为测量单位)很难同经济活动(以美元为测量单位)相协调。一些研究者试图将能源会计学方法应用到经济过程中,来弥补这一缺陷。最好的策略为,不仅估算经济活动直接消耗的能量,也计算商品和机器的“实现能”(应用机器从事生产时,能量不仅涵盖相应生产活动中的消耗,还包含制造所用机器所消耗的能量,制造机器所用的能量称为机器的实现能)。然而,人们对“能量”一词的定义太多了,导致研究结果纷杂无序。传统经济学家则坚持,能量的投入仅是生产过程的因素之一。

经济学将“能量”视作生产过程诸多因素中的一个,只会导致更大的混淆。实际上,能量一词的内涵比经济学定义更加深刻。所有自然力中,只有一种不是免费提供给人类的,免费的自然力不能算作成本。

  1. 地球的公转和自转动量(速度分别是66 x 1044kg/m2/秒 ,7.07 x 1033kg/m2/秒),带来了四季更迭,昼夜变换,以及大气和海洋的循环。
  2. 地球引力无处不在,并且也是免费的。
  3. 集聚原子核的“强作用力”,促成自然界92种原子,不受经济市场约束。
  4. 地热能也是免费的。

电磁力(EMF)是唯一可被人类更改的自然力。重复一遍,我们无法改变地球的动量(因而也无法改变风力和洋流),我们无法改变重力。从实用角度讲,我们也无法更改原子核内的强作用力。有些形式的电磁力,比如阳光,我们也是无力更改的,只有原子间的化学键是我们可施加影响的领域。

经济活动其实是由一类特定的化学货币达成的。当碳原子断开同氢原子之间的连接,同氧原子相连时,释放出化学能。一个碳氢键的键能约为4eV,碳氧键键能是其两倍。了解释个体、公司、国家,或全球的经济活动,只需计算相应时间内转换为碳氧键的碳氢键数目。人类个体每天消耗0.75公斤碳水化合物和蛋白质,以二氧化碳(CO2)形式呼出3 x 1025个碳氧键。2014年,全球经济活动消耗的碳氢键数目约为1.83 x 1039

Fig 3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

此时,你也许想问,人类在地球上到底干了什么?客观和科学的回答是:人们“做功”。1826年,科里奥利将“做功”定义为人、动物或机器提起一桶重物时消耗的能量。“功”,是力和距离的乘积:W=Fd。为更加客观清晰地研究经济学家口中的“宏观经济的循环流动”,所有的商品和服务,都体现出是为实现其存在而消耗的能量。能量来源于食物和化石燃料中碳氢键向碳氧键的转化过程。除此之外,不再有其他成本,不涉及风力、水能、太阳能、地热能、潮汐能。唯一的例外是原子能,为求简洁,此处予以排除。

人类的实际经济活动其实可同蚂蚁类比,这一点也许会让银行家们很不安。蚂蚁也有经济活动,它们觅食、运输、建造巢穴,甚至还有“国防”投入。即使它们也使用类似人类世界的债券、保险、福利等抽象概念,能够观测到的也只是它们的实际活动。只关注财务数据、罔顾物理现实的经济学家,实则落入了柏拉图所描述的陷阱。在这个陷阱内,人们只能看到自己的影子,便认为世上唯一存在的只有影子,即便别人将现实世界指给他们看,他们仍不肯相信。

因此,人们意识到,1750年之前,人类经济活动只是地球循环系统的小小一环。那时,人类交易的碳原子键仅来自有机物——碳水化合物、蛋白质和其他生物质。从表面上看,后来的工业革命革新了技术,然而经济活动的真正驱动力(碳氢键向碳氧键的转化)其实并未改变。从这一观点来看,全球碳循环同经济学家眼中的生产消费循环,可以采取通用单位,画入一张图中,如图3所示。

相比政府间气候变化专门委员会(IPCC)采取的用重量衡量碳原子的手段,碳键的计算更加困难。化学键如同磁极间的作用力,没有形状,也没有质量。二氧化碳中,碳原子两侧各有一个氧原子。碳氢键来自碳氢燃料或生物燃料,即碳水化合物或蛋白质,其键能约为碳氧键的一半。在最简单的碳氢化合物——甲烷(CH4)中,可以确定的是,1个碳原子连接4个氢原子,各氢原子之间互相排斥,四个碳氢键构成一个四面体。其他燃料的原子构成形式是,每个碳原子有两个键(石油),或每2个碳原子连接一个氢原子(结构复杂多样的煤炭)。

不论玉米、煤炭或其他有机质,都含有碳氢键,这是通用货币。2014年,人类饮食、燃烧燃料所消耗的碳氢键总数为1.83 x 1039。全球陆地每年通过光合作用捕获1.23 x 1040个碳氧键,经由植被处理形成碳水化合物。该循环的另外一半是有机质的腐败和呼吸作用。与此同时,海洋也以同样的模式,每年消耗8 x 1039个碳键。

这些数额如此巨大,如同希腊的巨额债务,简直不可理解。因此,需要采取合适的通用单位,才能进行分析。一个典型的反例是,200年前,工程师为量化蒸汽机的动力,提出马力的概念。一马力指一匹马在1分钟内将100磅重物由220英尺的深处提到地面所做的功。而如今的科学家依然在使用这一单位,将航天飞机的动力标为三千七百万马力,这实在是很奇怪。

replace tractor

进一步分析,其实对动力的衡量无需涉及马匹。就拿人们每日的主食——馒头,米饭或面包来说,这些简单碳水化合物每100克包含920千焦能量,含4 x 1024个碳氢键。这些碳氢键在消化过程中被转化为碳氧键,每个键释放出4eV。这一衡量标准要比《经济学人》杂志推行的“巨无霸指数”更加科学。为契合联合国提出的全球年度碳循环概念,并同全球经济活动相对比,通用概念是“百万面包”。数据详见表1高亮部分,以及图3。通过这些简单的单位构建的模型,就像一个“卡路里计数器”,可衡量个人饮食/活动、企业运作乃至全球经济及其对全球碳循环的影响。

 

将全球经济纳入地球环境循环,不仅使我们变得更加“文明”,也将带来思想革新。人们要虚心承认一点,十亿年以来,在地球上的碳循环和水循环过程中,氧气只是被排出的“废物”。认识到这一点,也使我们不再随口胡说某类产品很环保。因为这种话就好似我们帮了环境什么忙,事实却是,环境哺育了我们,是我们的母亲。

最后,笔者认为大部分国家采取10美分作为基础单位衡量国内生产总值,相较使用受 “货币刺激”政策影响的本国货币来说,更为合理,尽管这种观点将使银行家和财政团体恐慌。若将每个面包/馒头作10美分计,2014年全球经济活动的成本约为45万亿美元,自然界的总体碳交易额约为500万亿美元。

Table 1

: http://www.coulterexergy.com/archives/1501

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